有關電力系統高電壓試驗的分析

盧洪軍

摘 要:高電壓試驗是確保電力系統安全、穩定和正常工作的前提和基礎。本文簡述了高電壓試驗的基本概況和重要意義,對試驗中經常遇到且容易被忽略的一些問題進行了較為深入詳盡的研究和探討,并有針對性的提出了相應的措施和對策,以便在試驗中避免和解決這些問題,以確保試驗工作的順利進行以及試驗結果的真實可靠。

關鍵詞:電力系統高電壓試驗分析

中圖分類號:TM6 文獻標識碼:A 文章編號:1674-098X(2012)06(a)-0054-02

1 引言

隨著經濟社會生活的不斷發展和需要,高壓輸電已成為電力系統中的主流。狀態檢修工作的深入開展,試驗周期的不斷延長,這些都就對高壓電力設備的可靠性和安全性提出了更高的要求。為此,進行高電壓試驗,對高壓設備的運行狀況進行鑒定、檢查和監督,就成為在高壓輸變電工程的建設中,不可或缺的步驟和手段,占據了舉足輕重的地位。

2 高電壓試驗概述

2.1 高電壓試驗

通常來說,高電壓試驗是指對電氣設備各項指標中絕緣預防性這一主要指標的測試和試驗,是絕緣監督(高壓電氣設備方面)的重要構成部分。

2.2 重要意義

高電壓試驗對促進整個電力系統的健康安全發展發揮著十分重要的作用,它通過對電氣設備的電氣參數,主要是主絕緣參數進行試驗和考核,以考察其是否安全運行,是進一步了解和掌握電氣設備絕緣性能的重要手段和主要方法。

2.3 發展動向

近年來,隨著科技的不斷進步,特別是計算機技術和網絡技術的高速發展,電氣設備的性能日益先進,自動化程度不斷提高,高電壓試驗的軟硬件條件也大為改善。

(1)新試驗設備不斷問世,并向小型化、集成化、高自動化方向發展；

(2)更為成熟的研究方法和技術不斷得到應用,有效提高了試驗的抗干擾能力,提高了試驗結果的準確程度。

3面臨的挑戰和問題

雖然試驗條件和技術得到了快速的發展,但受到一些因素的干擾和影響,試驗過程容易偏離方向,使得試驗結論與實際情況不符,甚至相背離。

3.1 環境方面的問題

(1)在溫差較大的地區進行試驗,受強烈的熱脹冷縮影響,就極有可能導致設備繞組導體出現裂紋。當溫度高時,導體發生膨脹,裂紋被頂緊而接觸良好,電阻測試結果就合格；而溫度低時,導體收縮,裂紋增大而致接觸不良,導致電阻增大而不合格。

(2)當濕度較大時,會在被試設備的絕緣介質表面產生一層水膜,使絕緣電阻降低,泄漏電流增大,同時也會使介質損耗發生較大的偏差,影響測量的準確性。

3.2 設備接地方面的問題

(1)TA、TV使用過程中,二次回路不接地造成數據錯誤

在高電壓、大電流的運行測試中,必須要使用TA、TV進行變換。通常情況下,這兩者的變換應當嚴格遵循電磁感應定律。但實際應用中,若二次繞組沒有將一端接地,出現接地不良的情況下,試驗所反映的數值及其變化,相對銘牌值而言就會出現偏離和錯誤。

其原因就是在TA、TV使用過程中,二次回路不接地,這樣受到繞組與地面之間所分布電容的影響,就會在地面與二次繞組的感應電壓表計之間產生雜散的電流,導致發生指示值錯誤。

(2)被試設備接地不良:

在對電容性設備(如耦合電容器)進行試驗時,如設備接地不良,就會出現介質損耗,且產生的損耗與設備的電容量成正比。這就容易造成介質損耗的指標超標,從而影響試驗結果的正確性。

(3)濾波器的接地開關未有效閉合,從而造成數據異常。

3.3 引線方面的問題

(1)避雷裝置的引線問題

在實際試驗中,我們發現:當避雷裝置僅僅將引線斷開,而接頭仍保留在避雷裝置上邊時,最后的結果是參考電壓(75%直流)下的泄漏電流總是在70—80μA之間浮動,大于規程規定的50μA,結果不合格；但如果把引線完全拆下后再重新進行測試,則泄漏電流通常在20μA左右,遠小于50μA(此種情況經常在高壓測流的測試方法中出現)。可見引線所產生的影響是不容忽視的。

(2)氧化層引發的問題

經試驗發現,在進行電容型設備介質損耗因數的測量時,如果未去除固定在引線上的氧化層,則所測量的結果肯定會出現較為明顯的偏差,甚至導致測量結果的不合格,這種問題在環境污染嚴重的地區極為明顯。

用萬用表測量后,我們發現氧化層絕緣電阻競然達到兆歐級。這樣如果不想辦法排除氧化膜,繼續進行試驗,無疑是多串聯了一個電阻,實際上增加了試品的介質損耗,必然會對試驗的正常數據產生影響。

3.4 試驗電壓不同引發的問題

(1)對介質損耗因數測量數據的影響

試驗中發現,試驗電壓的高低與介質損耗因數的數值呈反比,即介質損耗因數會隨試驗電壓的不斷升高而越來越小。究其原因,主要是受絕緣材料中存在一定雜質的影響,多元件串聯狀態下的耦合電容器中存在連接線氧化接觸不穩定的情況。在試驗電壓不斷升高的情況下,原本完好的氧化層被逐漸融化,導致接觸電阻隨之變小,介質損耗也必然變小。

但值得注意的是,氧化層被融化后,即使試驗電壓降低,介質損耗也不會隨之增大。

(2)對直流電阻測量數據的影響

在使用雙臂電橋進行電阻測量時,總是出現測量結果與歷史記錄之間差距很大。經過對比分析,我們不難發現:在繞組的運行過程中會出現導線斷裂的情況。這樣就會在導線表面產生氧化層,也會導致試驗電壓不同,測量數據也不同的試驗結果。

4空間電磁干擾引發的問題

(1)對停電試驗產生的影響

現場進行介質損耗試驗時,由于試驗設備停電,而周圍設備均帶電運行,這時周圍帶電設備對停電設備的電磁場干擾會使介質損耗因數tgδ值產生較大偏差。

(2) 對在線檢測數據的影響

狀態檢修工作開展以后,對高壓電氣設備進行在線檢測成為發展的必然。由于在進行檢測時,測量設備與周圍設備均帶電運行,這樣,其它運行設備對測量設備的電磁場干擾會使其相角產生偏移,影響測量數據的真實性。

5應對措施和對策

針對上述問題,為增加試驗的科學性和準確性,我們要著重做好以下幾點工作:

5.1 降低環境溫度、濕度的不利影響

(1)盡量保持在環境溫度不低于5℃或各次試驗環境溫度的一致性；

(2)想辦法排除表面水膜的影響或采用屏蔽措施,進行介質損耗因數測量應避免采用屏蔽措施,因為屏蔽產生的T型干擾網絡會使測量結果失真。

5.2 重視設備接地問題,做好以下工作

(1)在TA、TV的使用過程中,高度重視二次繞組的接地不良問題,從試驗測量的安全度與準確度等方面著手,確保其某一個端子接地良好；

(2)同時,要認真測量好電容電流強度,通過電流的大小來判斷試驗電壓運行是否正常；

(3)閉合濾波器的接地開關。

5.3 要注意引線的作用

在試驗過程中,確保引線被完全拆除,同時對氧化層的絕緣電阻進行詳細檢查和測量也是很有必要的,這樣可以有效降低引線所帶來的電流泄漏及表計刻度的偏差,保證試驗結果的準確性。

5.4 對試驗電壓的重要性要高度重視

在進行介質損耗測量以及直流電阻測量的時候,要考慮試驗電壓對氧化層的影響。同時在進行直流電阻測量的試驗時,多采用輸出電壓較低的儀器進行測量,則更容易發現設備中存在的問題和缺陷。

5.5 空間電磁場干擾下的應對策略

(1)對停電設備,在試驗時盡量排除空間電磁場的干擾,如使用分級加壓法、選相倒相法、變頻法等,現場最實用的是變頻法。

(2)對在線檢測設備,由于干擾源實時存在,不可避免。更應側重于數據的縱向分析,即進行測量數據與本設備歷史測量數據的對比,從發展趨勢上分析判斷設備的運行狀況。

5.6 試驗的安全

高壓試驗是一項危險性極高的工作。稍有不慎,就會造成人身傷亡和財產損失。因此,絕不能忽視試驗的安全工作。

(1)進行合理的試驗安全設計:從確保接地可靠、設置絕緣隔離與安全距離、采取有效的防放電反擊和感應電壓措施和設施等方面入手,合理進行安全設計。

(2)提高操作人員素質,加強技術和試驗規程培訓,樹立強烈的安全意識；

(3)做好試驗前期查勘等準備工作；

(4)嚴格執行《電力安全工作規程》。

6結語

電力系統的高電壓試驗是一項技術復雜的系統工程,涉及到試驗設備、研究方法、試驗技術、管理模式以及操作人員素質等諸多方面。由于能力和經驗上的局限和欠缺,本文僅就工作中常見或容易被忽視的問題進行了一定的闡述,還存在諸多不足。還需要借鑒其他同行的經驗,大家共同努力,在實際工作中不斷地學習、總結和提高,使高電壓試驗在電力系統的安全生產中發揮更為有力地促進作用。

參考文獻

[1] 嚴璋,朱德恒.高電壓絕緣技術第二版.中國電力出版社.

[2] 陳天翔、王寅仲、海世杰.電氣試驗第二版.中國電力出版社.

[3] 徐偉、明經亮.電力系統中高壓電氣試驗的探討[J].中國新技術新產品.2011(18):134.